X


[ Pobierz całość w formacie PDF ]

et�al.�(1994)�have�pointed�out�that�such�an�assumption�is�naive.��Let�s�consider�the� progress�of�the� re-
action�along�path�A�-F��from�a� kinetic� perspective,� but�we�follow� the� reaction� with� a� reaction� prog-
ress�variable,ʾ ,�which�we�define�as�the�number�of�moles�of�feldspar�consumed.��Figure�13.10�is� a� reac-
tion�progess�diagram� showing�the� number�of�moles�of�secondary�mineral� produced�as�a� function�ofʾ ,
under�the�assumption�that�equilibrium�between�solution�and�secondary�minerals� is� fast.� �Gibbsite� ini-
576 January�25,�1998
W. M. W hit e Geochemistry
Chapter 13: Weathering, Soils, and Stream Chemistry
tially� increases,� then� begins� to� de-
-3
crease�just�as�the� stability� boundary
is�reached� as� kaolinite� begins�to�ap-
pear.� �There� is� a� only�limited� region
-4
where� both� gibbsite� and� kaolinite
are�present�(corresponding�to�path� B -
-5
C�on�Figure�13.9).��Once�the� boundary
is�past,�only�kaolinite�is�present.
� Now� let�s� assume� that� reaction
-6
rates�are�not�infinitely� fast,� but�that
the� rate� of�each� reaction,� i,� depends
on� the� extent� of� disequilibrium� and
-7
can�be�described�by�the�equation:
=
13.25
!i ki "Gi
-8
RT
where��! �is�the�reaction�rate,�k�is�the
rate�constant�that� includes�a� mineral
-9
surface�area�per�mass�term,�and��G�is
the� affinity� of� the� reaction.� � This
-10
would� be� the� case� if� each� reaction
behaved� as� an� elementary� one -6 -5 -4 -3
(compare�equation�5.78).� �We� further
Log �
assume�that�the�value�of�k�is�10�times
Figure13.10.��Reaction�progress�diagram�showing�the�number�of
as� large� for� the� precipitation� of
moles�of�gibbsite�and�kaolinite�produced�as�a� function�ofʾ ,�the
gibbsite� and� kaolinte� as� for� feldpar
number�of�moles�of�feldspar�consumed.��This� is� the� equilibrium
dissolution.� � The� activity-activity
case�assuming�infinitely�fast�equilibrium�between�the� solution,
and�reaction� progress� diagrams� com-
gibbsite,�and�kaolinite.��After�Lasaga�et�al.�(1994).
puted� by� Lasaga� et� al.� (1994)� under
these�assumptions�are�shown�in�Figure�13.11.��The�activity-activity�diagram�is�similar�to�that�in�Fig-
ure�13.9,�although�there�is�almost�no�vertical�path�along�the� gibbsite-kaolinite� boundary.��The� reac-
tion�progress�diagram,� however,� is� quite�different.� �We� see�that� gibbsite� and� kaolinite� now�coexist
over�a�wide�region.��This� is� a� simple� consequence�of�assuming�finite� rates� for�the� precipitation� reac-
tions.��Thus�it�is�not�surprsing�that�Velbel�(1985a,b)�found�that�gibbsite�and�kaolinite� coexisted�in�the
weathering�profile�even�though�the�stream�compositions�plot�within�the�kaolinite-only�field.
Factors Controlling Weathering Rates
As�we�stated�at�the�outset�of�this�section,�understanding�the�controls�on�weathering� rates� is�of�great
interest�to�geochemists,�primarily�because�of�the� role�weathering� plays� as�a�sink�for�CO2.��Let�s�now
consider�the�factors�that�control�weathering�rates.��Lasaga�et�al.� (1994)�have� proposed�the� following
general�form�for�the�net�rate�law�for�weathering�reactions:
! =Amink0e EA/RTan ami�("Gr)
13.26
�
H+ i i
where�Amin�is�the�mineral�surface�area,�ke�EA/RT�expresses�the�usual�dependence�of�the�rate�on�tempera-
i
ture�and�activation�energy�(EA),�a �expresses�the� dependence�on�pH�to�some�power�n,�the� terms� am
i
H+
represent�possible�catalytic�or�inhibitory�effects�of�other�ions,�and��(�Gr)�expresses�the� dependence�of
the� reaction� rate� on� the� extent� of� dissequilibrium.� � As� Lasaga� et� al.� (1994)� and� the� preceeding
disucssion�emphasize,�any�analysis�of�weathering�rates�must�take�account�of�the�rates� of�formation�of
secondary�minerals� as�well� as�the� dissolution�of�primary� ones.��There� is,� however,� less�data� on� the
former�than�the�latter.��This�equation,�which�can�be�applied�to�both,�provides�a�useful�point�of�depar-
577 January�25,�1998
gib
kaol
Log N
,
N
kaolinite
gibbsite
W. M. W hit e Geochemistry
Chapter 13: Weathering, Soils, and Stream Chemistry
ture�for�our�discusssion.��Let�s�consider�each� of�these
terms�in�the� natural,� rather� than� laboratory,� con-
K-feldspar
6
text.
The�mineral�surface�area,�or�more�accurately,� the
area�of�mineral�surface�in�contact�with� reactive� so-
"
lution�(ground,�soil�water),�enters�the� equation�as�a
4
D
simple� linear� term:� the� greater� the� surface� area,
the� greater� the� reaction� rate.� � Two� factors� in� par-
Gibbsite
ticular�will�control�surface�area:�(1)�rainfall�and�(2)
the�rate�of�physical�weathering�and�erosion.
2
Where� rainfall� is� insufficient� to�continually� wet
all�grain�surfaces,�the�rate� of�chemical� weathering
Kaolinite
will� be� lower.� � Thus� in� arid� regions,� chemical
A
"
0 weathering�is�slow.��In�some�cases,�this� also� results
in�low�erosion�rates.��In�others,� where� high� rates� of
erosion�result�from�high� relief,� glaciation,� or� some
-6 -4
-8 -2
other� factor,� much� of� the� material� being� removed
Log a
H4SiO4
will�be�fresh�rock�rather�than�weathering� products.
The� relationship� between� precipitation� and
weathering� is� not� simple,� however.� � Bluth� and
-4
Kump�(1994)� examined�chemical� weathering� rates
(using� concentrations� of� bicarbonate� and� SiO2� in
streams�as�proxies�for�these� rates)� and� found� that [ Pobierz całość w formacie PDF ]

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • pomorskie.pev.pl
  • Archiwum

    Home
    Bahdaj Adam Wakacje z duchami
    Sean Michael Between Friends 01 Between Friends
    Lois McMaster Bujold 12a Winterfair Gifts
    Kuttner, Henry Mutante
    Adolf Hitler Mein Kampf
    0504. Fox Susan UkśÂ‚ad
    GT_Dietz_William_C_Hitman_Enemy_Within
    0281. Jordan Penny Stara miśÂ‚ośÂ›ć‡ nie rdzewieje
    D152. Johnston Joan Honey i wloczega
    Jan Dobraczyński Kto was zabije
  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • marbec.opx.pl
  • Drogi użytkowniku!

    W trosce o komfort korzystania z naszego serwisu chcemy dostarczać Ci coraz lepsze usługi. By móc to robić prosimy, abyś wyraził zgodę na dopasowanie treści marketingowych do Twoich zachowań w serwisie. Zgoda ta pozwoli nam częściowo finansować rozwój świadczonych usług.

    Pamiętaj, że dbamy o Twoją prywatność. Nie zwiększamy zakresu naszych uprawnień bez Twojej zgody. Zadbamy również o bezpieczeństwo Twoich danych. Wyrażoną zgodę możesz cofnąć w każdej chwili.

     Tak, zgadzam się na nadanie mi "cookie" i korzystanie z danych przez Administratora Serwisu i jego partnerów w celu dopasowania treści do moich potrzeb. Przeczytałem(am) Politykę prywatności. Rozumiem ją i akceptuję.

     Tak, zgadzam się na przetwarzanie moich danych osobowych przez Administratora Serwisu i jego partnerów w celu personalizowania wyświetlanych mi reklam i dostosowania do mnie prezentowanych treści marketingowych. Przeczytałem(am) Politykę prywatności. Rozumiem ją i akceptuję.

    Wyrażenie powyższych zgód jest dobrowolne i możesz je w dowolnym momencie wycofać poprzez opcję: "Twoje zgody", dostępnej w prawym, dolnym rogu strony lub poprzez usunięcie "cookies" w swojej przeglądarce dla powyżej strony, z tym, że wycofanie zgody nie będzie miało wpływu na zgodność z prawem przetwarzania na podstawie zgody, przed jej wycofaniem.